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Qu'est-ce que le son numérique?

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Lors d'un voyage, je suis entré dans le cinéma d'un petit village. Les sièges étaient obsolètes et l'endroit n'était rien d'agréable: il semblait cinéma il y a 30 ans. Mais dès que le projecteur a été lancé, tout a changé : il utilisait le son numérique. Cela donnait au local un air actuel.

Qu'est-ce que le son numérique? La réponse à cette question est rapide si nous savons ce qu'est le son. En bref, le son n'est qu'une vague qui se propage dans l'air, et numériser le son est de transformer cette onde en une succession de nombres. Cette séquence peut être sauvegardée et manipulée sur l'ordinateur. Ce que offrait le cinéma de ce pays est, en définitive, le résultat de tout cela, au moins en justifiant ainsi le prix de l'entrée.

Souvent le prix de l'entrée assure la qualité numérique du son. Mais que signifie cela ? Pour répondre à cette question, nous devons analyser les numéros ci-dessus. Puisque la succession des nombres est l'expression de l'onde, plus les nombres sont utilisés pour un certain intervalle de sons, meilleure expression sera obtenue. Il est clair, donc, que ce nombre de numéros doit répondre à un minimum.

Les ondes de 440 Hz effectuent 440 cycles en une seconde. Et pour exprimer correctement les oscillations d'onde, il est nécessaire de prendre au moins 5 nombres par cycle. Par conséquent, 2.200 numéros (2,2 kHz) sont nécessaires pour pouvoir exprimer correctement ce son. Cependant, les fréquences les plus élevées exigent un plus grand nombre de nombres, donc avec un certain nombre les sons les plus fréquents sont moins représentés que les moins fréquents.

Étant donné les caractéristiques des sons réels, 44,1 kHz a été adopté comme norme de qualité, c'est-à-dire 44.100 numéros doivent être pris pour maintenir un son d'une seconde avec une bonne qualité. N'est-ce pas trop pour l'équipe de ce cinéma ?

Sons sonores, sons faibles

Un autre facteur à prendre en compte est que les valeurs qui peuvent prendre ces nombres sont également reflétées dans la qualité. Par exemple, on peut utiliser une échelle de zéro à dix, c'est-à-dire une échelle où l'onde sonore la plus sonore atteint fréquemment la valeur 10. Mais cette échelle n'a généralement pas une grande flexibilité, il est presque impossible de distinguer les nuances du son à travers une petite échelle. Par contre, l'échelle utilisée sur le marché est de -32.768 à +32.768.

Comment avez-vous choisi un nombre si rare? Par l'expression binaire des nombres. Cette plage peut atteindre une valeur de 65.536, c'est le nombre de nombres qui peuvent stocker 2 octets dans la mémoire de l'ordinateur.

Par conséquent, pour exprimer correctement l'intensité du son, chaque nombre a besoin de 2 octets dans la mémoire et un son d'une seconde a besoin de 44.100 nombres. Par conséquent, ce son va remplir en mémoire 88.200 octets, soit environ 86 K. On calcule que dans la mémoire d'un mégaoctet on ne peut stocker que 11,89 secondes. Le son numérique d'en bas perd la qualité, puisque 44,1 kHz et 2 octets sont les caractéristiques 'de qualité CD'.

Manipulation des nombres

Cependant, indépendamment de sa qualité sur CD, le son numérique a d'autres caractéristiques, car il s'agit d'une succession de nombres est facilement manipulable. avec juste changer les numéros, nous changeons le son. Par exemple, en plaçant des zéros au lieu de tous les numéros d'un intervalle de temps, nous convertissons l'intervalle en silence ; ou si nous divisons tous les nombres, nous réduisons le volume de l'intervalle à la moitié ; etc. Bien que ce soient des changements simples, les conséquences sont importantes.

En même temps, les variations complexes des nombres augmentent considérablement les possibilités de manipulation du son. Ainsi, par exemple, on produit des effets sonores (échos, distorsions, …), on réduit ou on élimine le bruit de fond continu, on renforce plusieurs fréquences et on affaiblit d'autres. D'autre part, ils produisent souvent un effet similaire à celui d'un changement d'emplacement des sources sonores. De nombreux processus ont lieu avant de commercialiser la musique sur un disque.

En plus des disques, les sons de la radio et de la télévision sont manipulés numériquement. La voix, par exemple, est traitée par compression. Ce traitement définit des limites d'intensité dans le son, limitant ainsi les signaux à partir d'une amplitude pour éviter les sommets sonores brusques. Et ils ne sont que quelques exemples de manipulation numérique. Le nombre d'opportunités dépend de la créativité. Par conséquent, le son résultant et l'original n'ont pas beaucoup à voir.

Tout ce que nous écoutons à la télévision, à la radio, au cinéma et aux disques est-il informatique ? Non, bien sûr, mais l'ordinateur est un outil très utile pour manipuler ce son. En bref, il s'agit d'une série de numéros dans lesquels vous pouvez changer le son numérique. Et sa qualité dépend de la mémoire dont vous avez besoin. Sur un CD, par exemple, 44.100 numéros par seconde sont stockés, représentés par 2 octets chacun.

Lorsque le cinéma d'un village perdu offre son numérique, il nous donne le résultat de ce traitement et non le traitement. Par conséquent, ce n'est pas le cinéma qui a besoin d'un ordinateur avec une grande mémoire. Mais le son ne nous impressionne plus. Nous avons peut-être raison de nous séduire quand l'image est aussi numérique.

Son, bruit organisé

Une fois la journée terminée, se reposer correctement n'est pas facile lorsque le voisin apprend à jouer du violon. Il semble que le bruit qui se produit de l'autre côté du mur surmontera tous les obstacles pour éviter notre repos. Pas étonnant, la physique des sons est un sujet très complexe. Les fils du violon, agités par les molécules d'air, produisent des ondes de pression. Ces ondes provoquent la vibration du mur et sont ainsi transmises à l'air de notre chambre. Il n'y a aucun moyen simple d'éviter la transmission, de sorte que l'essai du voisin sera obligatoire. Si j'apprenais à jouer le contrebasse sikiera! Nouvelles Nouvelles

En quoi consiste la différence ? Le violon frappe l'air plus souvent que la contrebasse: Pour qu'on entende une certaine 'la' déplace l'air 880 fois en une seconde, de sorte que la fréquence de cette onde est de 880 Hz.

L'onde d'une 'la' donnée par le contrebasse n'est que de 55 Hz. Les hautes fréquences génèrent des notes élevées et des notes basses. En plus du violon du voisin, un soprano qui rompt en chantant des coupes produit des ondes à haute fréquence. Mais en plus de créer la bonne fréquence, le soprano doit chanter à haute voix pour casser un verre.

Quand le soprano chante à haute voix, il tire l'air avec force. Indépendamment de la fréquence, la sonorité est la conséquence de l'amplitude de l'onde. Par exemple, en jouant la corde d'une guitare, la fréquence ne change pas (on entend la même note), mais peu à peu le son se tait, c'est-à-dire l'amplitude diminue. Cela est dû à la perte de force de la vibration. Et l'onde qui vient à nos oreilles change de la même manière avec le temps environ:

L'onde atténuée que l'on voit dans l'image, cependant, est idéale ; les ondes sonores réelles sont plus complexes. Bien que nous écoutions une seule note, les fréquences harmoniques interviennent dans le son. À la fréquence de base s'ajoutent d'autres plus grandes, mais non n'importe quelle fréquence, mais les multiples de la base. Cela rend la structure de l'onde plus complexe.

Les harmoniques nous permettent de distinguer si le son est violon ou clarinette. L'avantage de la complexité est qu'il donne une couleur spéciale à chaque son. Cette 'couleur' est généralement appelée timbre.

Il faut tenir compte des timbres, harmoniques, fréquences et amplitudes, n'est-ce pas trop pour le voisin? En criant, peut-être mieux être hors de la maison. Après quelques années, il apprend à contrôler ces vagues complexes. Il utilisera les fréquences appropriées pour la bonne exécution des notes et fournira à chaque note l'intensité correspondante, en contrôlant l'amplitude de l'onde. D'autre part, on utilisera le timbre d'autres instruments, donnant plus d'importance à des fréquences harmoniques qu'à d'autres. Jusque-là, on devra demander au voisin d'insonoriser la pièce pour que l'onde ne soit transmise en aucun cas.

Le théorème de Nyquist : la clé de la numérisation

La numérisation du son réel (une onde analogique) est un processus complexe. Tout d'abord, le microphone reçoit la vibration de l'air et le convertit en un signal électrique qui est ensuite numérisé. Pour ce faire, le son numérique est un rapport de mesures dans lesquelles la tension change constamment. En une seule seconde, il peut y avoir des milliers de mesures.

La qualité de la numérisation dépend donc du nombre de mesures prises par seconde. La norme d'enregistrement de CD est de 44.100 mesures par seconde. Pourquoi ? Comment avez-vous atteint ce nombre? En bref, il s'agit d'un calcul mathématique basé sur le théorème de Nyquist.

Selon le théorème de Nyquist, pour exprimer par nombres les ondes d'une fréquence déterminée, chaque cycle doit avoir au moins deux mesures. Par exemple, pour représenter par des nombres une onde de 5000 Hz, nous avons besoin d'au moins 10.000 nombres par seconde.

Sinon, la déclaration ne sera pas appropriée: Comme il n'existe pas de fréquence unique en son réel, cette règle s'applique à la plus petite longueur d'onde. D'autre part, le son que peut entendre l'être humain ne dépasse pas 22.000 Hz, de sorte que le standard de qualité du son numérique a été fixé à 44.100 Hz.

PC et Macintosh Autrefois, le son numérique était entre les mains de quelques-uns, mais avec le développement des ordinateurs, il est venu aussi au consommateur de la rue. Les lecteurs de musique sont de moins en moins chers, ainsi que des microphones, des enregistreurs, etc. Par conséquent, les studios d'enregistrement amateur dans des maisons privées deviennent quelque chose d'habituel. Dans un studio à domicile, l'ordinateur est indispensable pour travailler avec le son numérique. Il ya beaucoup de bons programmes disponibles, la limite actuelle est la taille de la mémoire, qui a également tiré sur les ordinateurs domestiques. Ce logiciel est capable d'utiliser un son de qualité CD. La norme de fichiers audio sur PC est l'extension WAV et sur Macintosh l'extension AIFF. Ces fichiers stockent, en définitive, le son comme expliqué dans cet article. Cependant, pour que chaque fichier ne respecte pas autant de mémoire, d'autres formats comme le mp3 sont devenus habituels. Cependant, dans ces formats alternatifs, l'information est compressée, de sorte que les fichiers MP3 et AIFF ont moins de qualité sonore que les fichiers MP3.